SDN/NFV下的5G网络资源切片管理机制

网络切片是伴随着第五代移动通信网络而产生的新型网络组织形式,以低成本、高效率的方式实现对未来多样化的5G使用场景的支持,而如何高效分配底层网络资源以实现5G网络切片已成为当前研究热点.为了优化5G网络切片的资源调度,本文为网络切片的不同阶段设计了相应的资源管理策略,包括切片创建、调整和回收机制.切片创建机制采用粒子群算...     

网络切片技术在矿山通信网络中的应用研究

针对目前矿山通信网络多源异构的系统架构具有资源共享率低、维护升级困难、垂直业务部署配置不够灵活高效等问题,将网络切片(NS)技术应用于矿山通信网络中。构建了基于NS的矿山通信网络架构,NS在矿山通信网络中的部署分为业务实例层、网络切片实例(NSI)层、资源层,分别与矿山通信网络的应用层、传输层、感知层对应:业务实例层负责具体井下业务创建及生命周期维护;NSI层通过将设备抽象为独立的NS,生成可定制、逻辑独立、业务隔离的NSI,以供不同需求的业务订购者定制使用;资源层负责对NSI层提供计算、存储、转发、无线接入等功能。通过动态修改NS模板内各网络主要性能指标参数,实现对NSI生命周期的管理,满足了业务对NS按需定制、灵活使用的需求;通过对NSI隔离属性进行动态配置和管理,以及对NSI隔离要求进行全局性操作,实现NS隔离,达到NS所承载业务之间互不干扰的目的。根据时延敏感类、带宽敏感类和连接数量敏感类井下业务对NS划分,给出了典型井下业务下NS工作状态,可满足矿山通信网络对差异化垂直业务的灵活配置需求。     

基于可靠性的5G-低轨星座网络切片映射算法

随着国家天地一体化信息网络重大项目的 推进,5G-低轨星座网络切片的可靠映射成为业内的研究热点.在基于软件定义网络(software-defined network,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的5G-低轨星座集成网络架构下,将5G-低轨星座网络切片的可靠映射问题建模为一个混合整数线性规划问题.在此基础上,研究了切片请求的资源编排,进而提出了基于广度优先搜索的可靠映射算法.该算法综合考虑切片请求的可靠性阈值及虚拟网络功能(virtual network function,VNF)的资源需求,在虚拟网络映射中根据节点的可靠重要度对节点进行排序.仿真结果表明,该算法在满足可靠性阈值约束的条件下,能够最大化收益开销比,提高虚拟网络映射成功率,在切片可靠性及接受率等方面优于对比算法.     

支持网络切片和绿色通信的软件定义虚拟化接入网

接入网络中存在大量不同的接入技术和海量的接入设备,导致运营复杂度和成本急剧增加,这迫使运营商亟待寻找一种有效的解决方案来提升收支比,以此实现可持续的商业模式.为了应对这些挑战,提出了一种基于软件定义网络(software defined networking, SDN)的新型接入网体系架构SDVAN,其可以提供具有高成本效益的网络管控机制,同时具备高扩展性并支持定制化.SDVAN将所有物理设备的控制平面抽象化集中化,并通过软件定义的方式实现对接入网的灵活定制.SDVAN节点的可编程性为不同的接入技术提供了弹性支持.此外,SDVAN还提供了一种高效的资源建模机制和网络抽象方法,实现了网络服务的自动化编排,并可基于信任级别来体现网络的可视性和可控性.最后,SDVAN实现了支持多租户和多版本网络设备的网络切片功能.实验结果证明了SDVAN方案在网络节能、资源利用率、成本等方面的有效性和实用性.     

基于AI的5G网络切片管理技术研究

5G网络切片支持增强型移动宽带、超可靠低时延通信和大规模机器类通信三大类业务场景,可以共享物理资源,并保证切片之间隔离性需求。网络切片按需定制、实时部署、动态保障等特性给网络带来了极大的灵活性,但使得网络管理和运维更加复杂和具有挑战性。人工智能(AI)技术是解决网络切片管理复杂性的潜在方案。因此将研究AI和切片管理融合,提出了一个基于AI的智能切片管理架构,详述了智能切片管理流程,并给出部分典型应用案例。     

基于SOTN技术和5G网络切片技术的传输组网技术

为提升网络的传输效率和传输质量,研究基于软件定义光传送网（Software Optical Transport Network,SOTN）技术和第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology,5G）的传输组网技术。首先分析了5G传输网端到端架构存在的优势及不足,其次采用SOTN技术和5G网络切片技术设计了一种传输组网方案,最后进行实验分析。测试结果表明,该传输组网技术具有较好的应用效果,数据包的传输成功率均在90.00%以上,并且端到端的最大时延为16.11 ms,能够保证网络的传输效果。     

基于零信任的5G网络切片安全研究

随着5G网络的广泛部署和网络切片技术的出现,安全问题逐渐成为5G网络建设中不可忽视的一部分。在5G网络中,传统基于边界的安全防护架构无法满足更高安全需求的挑战,而不再划分信任区域、持续验证的零信任架构逐渐得到认可。分析切片现有安全技术缺陷,结合软件定义安全边界的思想,设计了基于零信任的切片安全架构。在信任评估中引入基于服务质量参数的可信度量方法,从可用性、可靠性和实时性角度建立可信度量过程,为持续验证用户是否可信、提供细粒度的访问控制决策奠定了基础。试验结果初步验证了可信度量方法的可行性。所设计的零信任网络安全架构和可信度量方法对信息安全防御相关研究和工程技术人员具有借鉴意义。     

5G网络切片安全研究

当前社会中网络技术不仅仅被广泛地应用在远距离通信等方面,同时在自动驾驶以及远程控制等方面均对网络技术有着广泛的应用.但由于4G网络在传输效率等方面还存在有一定的不足,因此为了可以进一步加强当前社会对网络技术的应用,我们研究并开发出了5G网络.随着5G网络的应用,我国各行业的数据传输效率均得到了显著的提高,并且通过对5G...     

基于能力开放的5G网络切片管理研究

网络切片是5G热点技术之一,而切片管理的灵活性和时效性是部署中的重要问题。在介绍5G网络切片创建与管理机制的基础上,针对当前切片管理中存在的不足,提出了一种基于5G网络能力开放的网络切片管理架构,并对该架构下网络切片参数优化流程和典型应用场景进行讨论。5G能力开放的时效性优势将大幅提升网络切片管理灵活性,并保证用户业务体验。     

5G网络切片安全研究

在科学技术日益进步和社会经济快速发展的背景下,人们对网络安全提出了更严格的要求。基于此,阐述了网络切片技术的含义,分析了5G网络切片技术的安全架构,介绍了5G网络切片安全应用的必要性,深入研究了5G网络切片技术的各部分需求,提出了保证5G网络切片安全开展的措施,旨在为相关人士提供参考建议,进一步推动我国通信事业的蓬勃发展。     

天地一体化网络关键技术研究综述

作为地面网络的补充和延伸,卫星网络有助于加速弥合区域间的数字鸿沟,扩展地面网络的覆盖和服务范围.然而卫星网络拓扑动态性高、传播时延大、星上计算能力和存储能力均受限,因此实现卫星网络与地面网络的有机融合,构建覆盖全球的天地一体化网络面临路由扩展性、传输稳定性等技术挑战.针对天地一体化网络的研究挑战,从网络架构、路由、传输和基于组播的内容分发等方面介绍了国内外的研究现状,并展望了天地一体化网络的发展趋势.     

数据中心网络的研究进展与趋势

作为云计算的基础设施和下一代网络技术的创新平台,数据中心网络的研究成为了近年来学术界和工业界关注的热点.文中围绕数据中心网络研究的基本问题,介绍了国际国内的研究现状,包括数据中心网络拓扑设计、传输协议、无线通信、增强以太网、虚拟化、节能机制和软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)等,并展望了数据中心网络的发展趋势.     

数据中心网络的研究进展与趋势

数据中心网络作为云计算的基础设施,为下一代网络技术创新研究提供了新平台,所以成为人们重点关注的对象。随着我国经济的快速发展和科学技术的提高,计算机技术的运用越来越广泛,人们的生活工作也越来越离不开计算机。近几年来,对数据中心网络的研究,成为了学术界和工业界关注的热点,对它的研究力度和创新工作开始加大,让它被更多的人了解和使用。对于数据中心网络有着具体的研究方向,如计算机数据中心网络的拓扑设计、相互之间的传出协议、无线通信、数据网络的虚拟化、节能机制和一些软件定义网络等。通过对这些程序的研究,让数据中心网络技术逐渐的完善,让数据中心网络的各个性能和工作效率越来越高。同时,我们对于数据中心网络的发展趋势也有了一定的评价和定位,确定未来的发展方向。     

基于改进BN模型的网络切片安全部署方法

为了满足5G垂直用户对于网络切片部署时细粒度安全隔离需求,同时兼顾用户的隔离需求和提高资源利用率,提出了一种基于改进BN模型的网络切片安全部署方法。首先提出了一种双层BN模型的网络切片部署架构,基于SBA（service based architecture）设计了虚拟机容器的双层虚拟化架构,将网络切片根据其所属用户的隔离需求分配利益冲突类标签,基于改进的BN模型部署规则确定网络切片的隔离部署策略;然后将该部署方法建立为整数线性规划模型,并将部署成本作为目标函数,通过最小化目标函数实现低成本部署网络切片;最后使用遗传算法对该问题仿真求解。实验结果表明,该安全部署方法在满足网络切片安全隔离需求的前提下降低了部署成本。     

软件定义网络中基于网络切片和ILP模型的路由方案

针对软件定义网络(SDN)中数据层的路由优化问题,提出一种基于网络切片和 整数线性规划(ILP) 多约束优化的路由方案。首先,根据多租户业务的链路需求,基于Kruskal算法对数据层中的链路资源进行网络切片,尽可能形成相互隔离的租户子网络。然后,在考虑链路约束和租户业务的服务质量(QoS)约束下, 以最小化传输延迟为目标, 构建一个ILP整数线性规划(ILP)路由优化模型,并获得最佳的路由方案。仿真结果表明,所获得的路由方案具有较少的共享链路,有效降低了链路拥塞和传输延迟。     

多级隔离的网络切片可用性保障方法

核心网络切片通过虚拟网络功能(VNF)的组合链接实现灵活组网.软件故障和硬件故障均会导致VNF失效,从而导致切片服务中断.由于网络切片共享资源,需要特定的隔离机制以满足切片健壮性需求.现有的可用性保障机制大多面向随机VNF故障,一些涉及外部攻击的研究很少考虑网络切片特殊的隔离需求.为了在隔离机制下实现切片可用性保障,提出一种基于多级隔离的网络切片可用性保障方法.首先,建立核心网切片资源感知的可用性保障问题模型,旨在满足隔离需求的同时,消耗最少的备份资源来达到可用性目标.然后,提出一种隔离级别评估模型对VNF的隔离级别进行评估.最后,提出一种基于多级隔离的备份算法MLIBA解决所提出的可用性保障问题.此外,针对共享备份可用性计算这一PP-complete问题,提出一种基于等效备份实例的计算方法.仿真结果表明,所提可用性计算方法具有较高的准确性,引入多级隔离的可用性保障方法可以使切片的健壮性提高一倍.与现有研究的对比表明,在相同的隔离约束和可用性目标下,所提方法可减少20%–70%资源消耗,提高5%–30%的有效资源占比.     

矿用5G网络切片技术研究

网络切片是5G网络的一项重要技术,现有矿用5G研究主要集中于系统架构及应用场景,缺乏对切片技术具体实现方案的研究。针对该问题,通过分析矿用5G网络的基本结构及智能矿山的应用需求,提出利用FlexE的通道化功能实现传输网的资源分配及业务隔离,从而在同一网络基础设施上构建多个按需定制的专用逻辑网络,即网络切片。根据当前矿用信息通信系统及智能矿山应用情况,提出矿用5G网络基础切片划分+基于带宽权重的传输资源分配方法,将网络划分为低时延业务、大带宽业务、工业环网业务、特定业务（无人化协同控制）及预留业务5类切片,并通过进一步的虚拟专用网（VPN）划分方法,设计差异化的带宽权重,以确保充足的传输资源,避免信道拥塞。根据不同业务对时延、带宽的要求,定义具体的5G QoS标志符（5QI）,并根据5QI进行业务映射及隔离,为各类业务提供所需的服务级别。在实验室条件下,对矿用5G网络系统的业务调度时间和端到端时延2项指标进行测试,结果表明：网络切片与传统的尽力而为服务模型相比,能够实现更加高效的业务调度,在高负载的场景下,平均调度时间减少了10.9%;在同一业务切片内,矿用5G网络的平均端到端时延为10...     

挑战与机遇：新型网络中的安全困局

随着网络技术的发展和云计算落地,近年来出现了各种新的网络架构和网络形态,前者最具代表幽拘是软件定义网络（SoftwareDefinedNetworking,SDN）,而后者最流行的是网络虚拟化／网络功能虚拟化（NetworkFunctionsVirtualization,NFV）。